Wie verändert sich das orale Mikrobiom in der frühen Kindheit?

Das orale Mikrobiom enthält ein vielfältiges Bakterienspektrum mit mehr als 700 Arten, die an die verschiedenen ökologischen Nischen in der Mundhöhle angepasst sind. Die Zusammensetzung ist heterogen und verschiebt sich im Lauf der Zeit. So sind Streptococcus- und Veillonella-Arten die ersten, die nach der Geburt die Mundhöhle besiedeln, andere Gattungen wie Neisseria kommen nach etwa einem Jahr hinzu.

Äußere Umstände wie die Art der Entbindung, Stillen und Medikamente (Antibiotika) können die Zusammensetzung und die relative Häufigkeit bestimmter Arten beeinflussen. Ist das Mikrobiom etabliert, so bleibt die Zusammensetzung der oralen Bakteriengemeinschaften langfristig relativ stabil. Störungen des Mikrobioms können jedoch eine Dysbiose nach sich ziehen und Munderkrankungen wie Zahnkaries begünstigen.

So gibt es bei frühkindlicher Karies Unterschiede in der Zusammensetzung der oralen Bakteriengemeinschaften zwischen kariesaktiven und kariesfreien Kindern, und es treten vermehrt säureproduzierende und säuretolerante Arten wie S. mutans und Actinomyces/ Bifidobacterium-Arten in Biofilmen kariöser Läsionen auf. Gattungen wie Atopobium, Megasphaera und Veillonella sind bei Vorschulkindern vor der Entwicklung von Zahnkaries vermehrt zu beobachten.

Das Hauptziel der vorliegenden Studie war, Veränderungen der oralen Bakteriengemeinschaften bei Kindern im Alter von zwei bis fünf Jahren aufzuzeigen. Weiter wurden Umwelteinflüsse wie die Art der Geburt und die Säuglingsernährung im Zusammenhang mit frühkindlicher Karies untersucht.

Analyse von Speichelproben im Alter von zwei, drei und fünf Jahren

Die Ergebnisse basieren auf 260 schwedischen Kindern (134 Mädchen, 126 Jungen), von denen vollständige medizinische und zahnmedizinische Daten sowie Speichelproben im Alter von zwei, drei und fünf Jahren vorlagen.

Die orale Bakterienzusammensetzung im Speichel wurde mithilfe von 16S rRNA-Genprofilen analysiert. Die Art der Geburt und deren Begleitumstände wurden aus elektronischen Patientenakten ermittelt, Ernährungsgewohnheiten und familiäre Faktoren anhand von Fragebögen und persönlichen Gesprächen.

Sieben Muster mit 17 Gattungen/Arten machen fast alle Bakteriengesellschaften aus

Insgesamt dominierten die Gattungen Streptococcus, Haemophilus, Neisseria, Gemella und Porphyromonas das Mikrobiom, wobei Verschiebungen bei unterschiedlichem Alter zu beobachten waren. Die Diversität und der Artenreichtum nahm im Alter von fünf Jahren im Vergleich zu den beiden früheren Zeitpunkten ab: Im Vergleich zum Alter von zwei oder drei Jahren zeigte sich eine weniger vielfältige Zusammensetzung, die durch vier Gattungen gekennzeichnet war (Haemophilus, Bergeyella, Gemella und Streptococcus). Es zeigten sich sieben Muster, die zu allen Zeitpunkten von 17 Bakteriengattungen bzw. -arten dominiert wurden, die knapp 97 Prozent der Oralflora ausmachten. Die Muster zeigten einen zeitlichen Verlauf, denn bestimmte Bakteriengruppen waren mit zwei, drei und fünf Jahren häufiger anzutreffen.

Die orale Mikrobiota bei Mädchen war von geringerer Diversität und die Bakteriengattung Neisseria war weniger vertreten. Unter den pränatalen Faktoren zeigten Erstgeburt, Blasensprung vor der Geburt, Entbindung per Kaiserschnitt und eine Antibiotika-Behandlung der Mutter während der Geburt Zusammenhänge mit der Häufigkeit und Diversität der Bakterien im Speichel im späteren Leben der Kinder. Auch Stillgewohnheiten, Flaschennahrung und die Häufigkeit des Zähneputzens waren mit dem Vorhandensein oder Fehlen bestimmter Muster-definierender Speichelbakterien verbunden.

Mikrobiom und frühkindliche Karies

Von den 260 Kindern hatten zwei im Alter von zwei Jahren Karies entwickelt, elf im Alter von drei Jahren und 52 im Alter von fünf Jahren. Zweimal tägliches Zähneputzen senkte das Risiko für frühkindliche Karies bis zum Alter von fünf Jahren um 70 Prozent.

Ein erhöhtes Kariesrisiko hatten Kinder, die per Kaiserschnitt geboren wurden. Andere prä- oder postnatalen Faktoren zeigten keine Zusammenhänge mit der Kariesentwicklung bis zum Alter von fünf Jahren.

Insbesondere Leptotrichia-Bakterien aus einem der Muster waren mit einem erhöhten Kariesrisiko bis zum Alter von fünf Jahren verbunden. Dieser Zusammenhang blieb auch unter Berücksichtigung der Zahnputz-Häufigkeit und von Kaiserschnittgeburten signifikant. Weitere Bakterienarten im Speichel, die mit der Kariesentwicklung verbunden waren, waren Mitglieder der Familien Prevotellaceae, Porphyromonadaceae, Megasphera und Centipeda, während Peptococcus-Bakterien durchgängig mit einem verringerten Risiko einhergingen. Unter Berücksichtigung der Häufigkeit des Zähneputzens war nur das erhöhte Kariesrisiko bei Prevotellaceae weiterhin signifikant.

Weitere Analysen ergaben, dass 49 Prozent (P = 0,006) des Effekts des Zähneputzens im Alter von zwei Jahren auf das Kariesrisiko im Alter von fünf Jahren durch eine Senkung des bakteriellen Karieswerts vermittelt wurden. Dies bedeutet, dass Zähneputzen die orale Bakteriengemeinschaft weniger kariogen macht und dadurch das Kariesrisiko senkt.

Quellen:
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Eriksen C¹, Boustedt K^2,3, Sonne SB⁴, Dahlgren J^2,5, Kristiansen K^6-8, Twetman S⁹, Brix S¹⁰, Roswall J. ^11,12; josefine.roswall@gu.se

¹Department of Biotechnology and Biomedicine, Technical University of Denmark, Kgs. Lyngby, Denmark; ²Department of Paediatrics, Sahlgrenska Academy, University of Gothenburg, Gothenburg, Sweden; ³Maxillofacial Unit, Halland Hospital, Halmstad, Sweden; ⁴Laboratory of Genomics and Molecular Biomedicine, Department of Biology, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark; ⁵Department of Pediatrics, Queen Silvia Children's Hospital, Västra Götalandsregionen, Gothenburg, Sweden; ⁶Laboratory of Genomics and Molecular Biomedicine, Department of Biology, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark; ⁷BGI-Shenzhen, Shenzhen, 518083, China; ⁸Qingdao-Europe Advanced Institute for Life Sciences, Qingdao, 266555, Shandong, China; ⁹Department of Odontology, Faculty of Health and Medical Sciences, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark; ¹⁰Department of Biotechnology and Biomedicine, Technical University of Denmark, Kgs. Lyngby, Denmark; ¹¹Department of Paediatrics, Sahlgrenska Academy, University of Gothenburg, Gothenburg, Sweden; ¹²Department of Paediatrics, Halland Hospital, Halmstad, Sweden.

Early life factors and oral microbial signatures define the risk of caries in a Swedish cohort of preschool children.

Sci Rep. 2024 Apr 11;14(1):8463. doi: 10.1038/s41598-024-59126-z